(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
送信デバイスおよび複数の受信デバイスを備えるＭＩＭＯ通信システムにおいてプリコーディング情報のフィードバックを制御する方法であって、前記送信デバイスは、それぞれの伝送チャネルを通じて各受信デバイスと通信し、前記方法が、
前記複数の受信デバイスが、前記送信デバイスにプリコーディング情報を不必要にフィードバックしないように、前記複数の受信デバイスからのプリコーディング情報のフィードバックを制御するためのフィードバック制御情報を、各受信デバイスのために前記送信デバイスにおいて生成することと、
前記複数の受信デバイスにフィードバック制御情報を送信することと、
前記複数の受信デバイスのうちの１つまたは複数からのプリコーディング情報を前記送信デバイスにおいて受信することと、
を含み、
各受信デバイスは、フィードバック制御情報を評価してフィードバック制約を決定し、前記フィードバック制約は、各受信デバイスが前記送信デバイスにフィードバックを与えるときを判定するために使用される閾値であり、
前記フィードバック制御情報を生成することは、
前記複数の受信デバイスについてのメトリック分布を推定することと、
該メトリック分布から前記閾値を計算することと、
を含む、方法。
【請求項２】
前記フィードバック制御情報は、各受信デバイスが、プリコーディング情報を前記送信デバイスにフィードバックするためのタイム・スロットを指定するスケジュールを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記フィードバック制御情報を送信することは、ダウンリンク制御チャネルを通じて各受信デバイスに同期信号を送出することを含み、
前記同期信号は、前記受信デバイスのために前記タイム・スロットを指定する、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記閾値は、メトリック値を指定し、前記メトリック値は、スケジューリング・フェアネス指数、チャネル容量、チャネル・フロベニウス・ノルム、チャネル品質インジケータ、ＣＩＮＲ値、またはＳＩＮＲ値を含む、請求項１から３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
無線ロング・ターム・エボリューション（ＬＴＥ）通信システムにおいて使用する基地局であって、
各ユーザ・デバイスが、１つまたは複数のスケジューリング基準を評価して、プリコーディング情報が前記ユーザ・デバイスによってフィードバックされるかどうかを判定し、かつ、複数のフィードバック要因のうちの送信すべき１つまたは複数のフィードバック要因を判定するように、複数のユーザ・デバイスのそれぞれにおいて、プリコーディング情報のフィードバックをスケジューリングするための１つまたは複数のスケジューリング基準を規定するように動作可能なスケジューリング・ロジックと、
ダウンリンク・チャネルを使用して、前記複数のユーザ・デバイスに前記１つまたは複数のスケジューリング基準を送信するよう動作可能な送信ロジックと、
を備えており、
前記スケジューリング・ロジックは、前記複数のユーザ・デバイスについてのメトリック分布を推定し、少なくとも１つのユーザ・デバイスがフィードバック閾値を満たす所定の確率を有する様に、前記メトリック分布から前記フィードバック閾値を決定する様に動作可能である、基地局。
【請求項６】
無線ロング・ターム・エボリューション（ＬＴＥ）通信システムにおいて使用する基地局であって、
各ユーザ・デバイスが、１つまたは複数のスケジューリング基準を評価して、プリコーディング情報が前記ユーザ・デバイスによってフィードバックされるかどうかを判定し、かつ、複数のフィードバック要因のうちの送信すべき１つまたは複数のフィードバック要因を判定するように、複数のユーザ・デバイスのそれぞれにおいて、プリコーディング情報のフィードバックをスケジューリングするための１つまたは複数のスケジューリング基準を規定するように動作可能なスケジューリング・ロジックと、
ダウンリンク・チャネルを使用して、前記複数のユーザ・デバイスに前記１つまたは複数のスケジューリング基準を送信するよう動作可能な送信ロジックと、
を備えており、
前記スケジューリング・ロジックは、前記複数のユーザ・デバイスについてのメトリック分布を推定し、かつ、該メトリック分布から複数のフィードバック閾値を決定するように動作可能であり、各閾値は１つまたは複数のユーザ・デバイスに割り当てられる、基地局。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、情報処理の分野を対象とする。一態様では、本発明は、複数の受信機からのフィードバックをスケジューリングするシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
無線通信システムは、指定された電磁周波数スペクトル内の信号を送受信するが、電磁周波数スペクトルの容量は制限される。無線通信システムについての需要が拡大し続けるため、スペクトル使用効率を改善しようとする取組みが増加している。ノイズおよび干渉に対するシステムの感度を低減し、また、伝送電力を制限しながら、システムの通信容量を改善するために、複数の送信アンテナおよび複数の受信アンテナを含む伝送方法である複数入力複数出力（Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｉｎｐｕｔ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  ｏｕｔｐｕｔ）（ＭＩＭＯ）などのいくつかの無線通信技法が提案されてきた。種々の伝送方策は、送信アレイが、各送信アンテナ素子と各受信アンテナ素子との間のチャネル応答に関するあるレベルの知識を有することを必要とし、「閉ループ（ｃｌｏｓｅｄ−ｌｏｏｐ）」ＭＩＭＯと呼ばれることが多い。たとえば、空間分割多重アクセス（ｓｐａｃｅ  ｄｉｖｉｓｉｏｎ  ｍｕｌｔｉｐｌｅ  ａｃｃｅｓｓ）（ＳＤＭＡ）システムは、伝送チャネル特性を考慮するために送信機にプリコーディングを適用することによって、スペクトル使用効率を改善する閉ループ・システムとして実施されることがあり、それにより、データ・レートおよびリンク信頼性を改善する。ＳＤＭＡベースの方法は、ＩＥＥＥ  ８０２．１６および第３世代パートナーシップ・プロジェクト（３ｒｄ  Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ  Ｐａｒｔｎｅｒｓｈｉｐ  ｐｒｏｊｅｃｔ）（３ＧＰＰ）長期的進化（ｌｏｎｇ  Ｔｅｒｍ  ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ）（ＬＴＥ）プラットフォームなどの、いくつかの最近出てきた規格において採用された。
【０００３】
図１は、無線通信システム１００を示し、第１アンテナ・アレイ１０６を有する送信機１０２は、第２アンテナ・アレイ１０８を有する受信機１０４と通信し、各アンテナ・アレイは、１つまたは複数のアンテナを含む。通信システム１００は、限定はしないが、ＭＩＭＯシステム、ＳＤＭＡシステム、ＣＤＭＡシステム、ＯＦＤＭＡシステム、ＯＦＤＭシステムなどを含む、任意のタイプの無線通信システムであってよい。通信システム１００では、送信機１０２は、基地局として働き、一方、受信機１０４は、携帯電話、無線装備コンピュータ・システム、および無線携帯情報端末などの実質的に任意のタイプの１方向または双方向無線通信デバイスであり得る加入者局として働く。もちろん、受信機／加入者局１０４はまた、送信機／基地局１０２によって受信される信号を送信し得る。送信機１０２と受信機１０４との間で伝達される信号は、音声、データ、電子メール、ビデオ、ならびに他のデータ、音声、およびビデオ信号を含み得る。動作時、送信機１０２は、信号データ・ストリーム（たとえば、信号ｓ１）を、１つまたは複数のアンテナ１０６を通し、かつ、チャネル
【０００４】
【数１】
0005599309.tif 000002
を通じて、受信機１０４に送信し、受信機１０４は、１つまたは複数の受信アンテナ１０８からの受信信号を結合して、送信データを再構築する。信号ｓ１を送信するために、送信機１０２は、信号ｓ１について、ベクトル
【０００５】
【数２】
0005599309.tif 000003
で表される送信信号を準備する。（注：小文字ボールド変数はベクトルを示し、大文字ボールド変数は行列を示す）。送信信号ベクトル
【０００６】
【数３】
0005599309.tif 000004
は、チャネル行列
【０００７】
【数４】
0005599309.tif 000005
で表されるチャネルを介して送信され、受信信号ベクトル
【０００８】
【数５】
0005599309.tif 000006
として受信機１０４で受信される。チャネル行列
【０００９】
【数６】
0005599309.tif 000007
は、送信機アンテナ・アレイ１０６と加入者局アンテナ・アレイ１０８との間のチャネル利得を表す。そのため、チャネル行列
【００１０】
【数７】
0005599309.tif 000008
は、複素係数のｋ×Ｎ行列によって表されることがあり、ここで、Ｎは基地局アンテナ・アレイ１０６内のアンテナの数であり、ｋは加入者局アンテナ・アレイ１０８内のアンテナの数である。ｋの値は、各加入者局について一意であり得る。理解されるように、チャネル行列
【００１１】
【数８】
0005599309.tif 000009
は、代わりに、複素係数のＮ×ｋ行列によって表されることがあり、この場合、行列操作アルゴリズムがしたがって調整されるため、たとえば、ｋ×Ｎチャネル行列に関する右特異ベクトル計算は、Ｎ×ｋチャネル行列に関する左特異ベクトル計算になる。チャネル行列
【００１２】
【数９】
0005599309.tif 000010
の係数は、信号が送信される、空気などの媒体の伝送特性に少なくとも部分的に依存する。チャネル行列
【００１３】
【数１０】
0005599309.tif 000011
の係数を決定するために、既知のパイロット信号を受信機に送信し、それにより、パイロット信号を知っている受信機が、よく知られているパイロット推定技法を使用してチャネル行列
【００１４】
【数１１】
0005599309.tif 000012
の係数を推定し得るなどの、種々の方法が受信機で使用されてもよい。あるいは、送信機と受信機との間のチャネルが、両方向に相反的である場合、実際のチャネル行列
【００１５】
【数１２】
0005599309.tif 000013
は、受信機に知られており、送信機にも知られている。
【００１６】
ＭＩＭＯの利益は、受信機１０４だけが通信チャネルを知っているときに実現可能であるが、これらの利益は、各送信アンテナ素子と各受信アナテナ素子との間のチャネル応答に関するあるレベルの知識を送信機１０２が有するとき、「閉ループ」ＭＩＭＯシステムにおいてさらに高められる。プリコーディング・システムは、送信機におけるチャネル・サイド情報（ｃｈａｎｎｅｌ−ｓｉｄｅ  ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ  ａｔ  ｔｈｅ  ｔｒａｎｓｍｉｔｔｅｒ）（「ＣＳＩＴ」）を利用する閉ループ・システムの例示的な用途を提供する。プリコーディング・システムの場合、ＣＳＩＴは、送信アンテナ・アレイ１０６から送信する前に送信信号に関して演算するために、種々の通信技法と共に使用され得る。たとえば、プリコーディング技法は、一方の側の入力信号を、他の側のチャネルに最適に整合させるマルチモード・ビーム形成器関数を提供し得る。チャネル状態が、不安定であるかまたは未知である状況では、空間多重化などの開ループＭＩＭＯ技法が使用され得る。しかし、チャネル状態が送信機に提供され得るとき、プリコーディングなどの閉ループＭＩＭＯ法が使用され得る。プリコーディング技法は、送信信号を直交空間ストリーム／ビームに減結合するのに使用されてもよく、またさらに、チャネルが強いビームに沿ってはより多くのパワーを送出するのに使用されてるが、弱いビームに沿ってはパワーをほとんどまたはまったく送出せず、そのため、データ・レートおよびリンク信頼性を改善することによってシステム性能を高める。マルチストリーム伝送およびパワー・アロケーション技法に加えて、適応変調符号化（ａｄａｐｔｉｖｅ  ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  ａｎｄ  ｃｏｄｉｎｇ）（ＡＭＤ）技法は、アレイ１０６上で送信する前に送信信号に関して演算するために、ＣＳＩＴを使用し得る。
【００１７】
従来の閉ループＭＩＭＯシステムの場合、送信機における全ブロードバンド・チャネル知識は、アップリンク・サウンディング技法を使用して（たとえば、時分割複信（Ｔｉｍｅ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｄｕｐｌｅｘｉｎｇ）（ＴＤＤ）システムによって）取得されてもよい。あるいは、チャネル・フィードバック技法は、チャネル情報を送信機にフィードバックするために、ＭＩＭＯシステムに関して（たとえば、ＴＤＤまたは周波数分割複信（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ  Ｄｉｖｉｓｉｏｎ  Ｄｕｐｌｅｘｉｎｇ）（ＦＤＤ）システムに関して）使用され得る。低レート・フィードバック・チャネルを通じてプリコーディングを実施する１つの方法は、全チャネル・フィードバックと比較して、フィードバックの量を低減するために、コードブックベース・プリコーディングを使用することである。しかし、コードブックベース技法が、フィードバック情報を量子化するために使用されるときでも、複数の受信機からのフィードバックは、アップリンク・ボトルネックを生じ得る。具体的には、すべてのユーザがフィードバックすることを可能にすることは、（たとえば、３ＧＰＰ  ＬＴＥによって提案されるように）総合フィードバック・レートをユーザの数に比例して増加させ、すべてのユーザによって共有されるアップリンク制御チャネルに負担をかける。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
したがって、リンク性能の最小損失を維持しながら、送信機にチャネル情報を提供するための効率的なフィードバック・スケジューリング法が必要とされる。アップリンク性能の低下を回避し、長いフィードバック遅延を低減する改良型フィードバック制御システムについての必要性も存在する。さらに、アップリンク性能損失およびフィードバック遅延を低減するように、平均プリコーダ・フィードバック・レートを低減するためのシステムおよび方法についての必要性が存在する。
【００１９】
従来の方法（ｐｒｏｃｅｓｓ）および技術のさらなる制限および欠点は、次に続く図面および詳細な説明を参照して本出願の残りを検討した後に当業者に明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】（従来技術と表示された）無線通信システムを示す図である。
【図２】複数の受信機局から送信機局へのフィードバックを調節するために、スケジューリング・モジュールが使用される無線通信システムを示す図である。
【図３】複数の受信機からのフィードバック演算を制御するためにスケジューリング・モジュールを使用する送信機のブロック図である。
【図４】ラウンドロビン・スケジューラを使用するフィードバック制御演算を示す図である。
【図５】受信機フィードバックをスケジューリングする第１の例示的なフロー方法を示す図である。
【図６】フィードバックを同期させるために所定のスケジュールを使用するフィードバック制御システムと非同期フィードバック・システムのシミュレートされた比較を示す図である。
【図７】受信機フィードバックをスケジューリングする第２の例示的なフロー方法を示す図である。
【図８】メトリックベース・スケジューラを使用するフィードバック制御システムにおけるスケジューリングされたユーザの累積密度関数のプロットを示す図である。
【図９】メトリックベース・スケジューラを使用するフィードバック制御システムについてのフィードバック低減係数のプロットである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
好ましい実施形態の以下の詳細な説明が、添付図面と共に考えられるとき、本発明が理解され、その多くの目的、特徴、および利点が得られてもよい。
例示を簡潔でかつ明確にするために、図面に示す要素は、必ずしも一定比例尺に従って描かれていないことが理解されるであろう。たとえば、要素のうちの一部の寸法は、明確さおよび理解を促進し改善するために、他の要素に対して誇張される。さらに、適切であると考えられる場合、対応するかまたは類似の要素を示すために、参照数字が図面の間で繰返された。
【００２２】
複数入力複数出力（ＭＩＭＯ）システムにおいてプリコーダ・フィードバックを制御するときに使用するためのフィードバック制御システムおよび方法が述べられる。基地局のスケジューラは、どのユーザがプリコーディング重みをフィードバックし得るか、また、どれだけ多くのフィードバックが送出され得るかを制御することによって、ユーザが、プリコーダ・フィードバック・レートを制限するかまたは低減するための１つの基準／複数の基準を規定する。基地局で１つのフィードバック制御基準／複数のフィードバック制御基準を生成し、ブロードキャストすることによって、各受信デバイスは、１つのフィードバック制御基準／複数のフィードバック制御基準を使用して、受信デバイスが基地局にプリコーディング情報を不必要にフィードバックしないようにフィードバック制約を決定し得る。たとえば、各受信デバイスは、１つのフィードバック制御基準／複数のフィードバック制御基準を評価して、プリコーディング情報が、受信デバイスによってフィードバックされるかどうか、かつ／または、どれだけ多くのフィードバックが送出され得るかを決定し得る。選択された実施形態では、フィードバックは、各受信機／ユーザが、所定の時間またはイベントでプリコーダ・フィードバックを提供することを可能にする所定のスケジュール（たとえば、ラウンドロビン）を使用してスケジューリングされる。他の実施形態では、フィードバックは、メトリックベース（たとえば、プロポーショナル・フェアネス（ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ  ｆａｉｒｎｅｓｓ）および最大スループット）スケジューラを使用してスケジューリングされる。フィードバックを制御するために基地局からユーザへフィードバック・インジケータ（所定の基準など）を配信することによって、総合フィードバック・レートが効果的に低減される。動作時、基地局は、１つの制御基準（たとえば、フィードバック閾値またはフィードバック・スケジュール）または複数の制御基準（複数の基準は、ユーザ固有であるか、または、ユーザのサブグループのためのものであり得る）を決定し、その後、１つまたは複数のフィードバック制御基準を受信機／ユーザにブロードキャストする。選択された実施形態では、基地局は、各閾値について所定のメトリックを使用して複数の閾値を生成し、送出し得る。ここで、１つの閾値は、各ユーザまたはユーザのグループのためのものである。各受信機において、フィードバック制御基準が使用されて、アップリンク制御チャネルを通じた基地局へのフィードバック情報（たとえば、プリコーダ係数またはコードブック指数）の送信が制御され、制限される。たとえば、各ユーザは、基地局から受信するフィードバック制御基準を評価して、ユーザが、ダウンリンクにおいてスケジューリングされる可能性があるかどうかを判定し得る。スケジューリングされる可能性がない場合、受信機は、フィードバックの準備をし、フィードバックを送出するのに必要とされる処理を回避してもよい。しかし、受信されたフィードバック制御基準についてのユーザの評価が、ユーザがスケジューリングされる可能性があることを示す場合、必要とされるフィードバック処理が、受信機で実施されてもよいため、受信機の���ＩＭＯプリコーダ係数／指数は、単独で、または、受信機によって推定されたチャネル品質インジケータ（ｃｈａｎｎｅｌ  ｑｕａｌｉｔｙ  ｉｎｄｉｃａｔｏｒ）（ＣＱＩ）情報と共に基地局にフィードバックされ得る。ＣＱＩおよびプリコーダ係数／指数を組合せてフィードバックすることによって、ＣＱＩ情報のフィードバックとプリコーダ係数／指数情報のフィードバックとの間の遅延が小さいかまたはまったく存在しないため、ダウンリンク性能が改善される可能性がある。付加的にまたは代替として、各ユーザは、プリコーダ係数／指数情報および／またはＣＱＩ情報をフィードバックするためのそれ自身のスケジュールを決定するために、受信されたフィードバック・インジケータ（フィードバック制御基準など）を使用する、かつ／または、修正するよう構成されてもよいが、この場合、こうしたフィードバックを支持するために、独立のアップリンク・チャネルが設けられなければならない。別の実施形態では、基地局によってブロードキャストされるフィードバック閾値インジケータは、ユーザがプリコーディング・フィードバックを送出するためのトリガーとして働き得る。
【００２３】
本発明の種々の例証的な実施形態が、ここで、添付図を参照して詳細に述べられる。種々の詳細が、以下の説明で述べられるが、本発明は、これらの特定の詳細がない状態で実施されてもよいこと、および、実施態様ごとに変わることになる、方法（ｐｒｏｃｅｓｓ）技術に関する整合性またはデザイン関連制約などのデバイス設計者の固有の目的を達成するために、本明細書で述べる本発明に対して多くの実施態様固有の決定が行われてもよいことが理解されるであろう。こうした開発努力は、複雑でかつ時間がかかるが、それでも、本開示の利益を受ける当業者にとって日常の仕事であることになる。たとえば、本発明を限定するかまたは曖昧にすることを回避するために、選択された態様が、詳細ではなく、ブロック図の形態で示される。さらに、本明細書で提供される詳細な説明のある部分は、コンピュータ・メモリ内でのデータに関するアルゴリズムまたは演算によって提示される。当業者に対してアルゴリズムまたは演算の仕事の本質を述べ、伝えるために、こうした説明および表現が当業者によって使用される。本発明の種々の例証的な実施形態は、ここで、図を参照して以下で詳細に述べられる。
【００２４】
図２は、スケジューリング・モジュール２１０が、複数の受信機局２０４．１〜２０４．ｍ（たとえば、加入者局）から送信機局２０２（たとえば、基地局）へのフィードバックを調節するのに使用される無線通信システム２００を示す。送信機２０２は、受信機２０４．１〜２０４．ｍと通信するための１つまたは複数のアンテナのアレイ２０６を含み、受信機はそれぞれ、送信機２０２と通信するための１つまたは複数のアンテナを有するアレイ２０８．１を含む。動作時、送信機２０２で提示される受信機２０４．１に送信するためのデータ信号ｓ１は、信号プロセッサ２２１．ｉによって、ベクトル
【００２５】
【数１３】
0005599309.tif 000014
によって表される送信信号に変換される。送信アンテナ２０６から送信される信号は、行列チャネル
【００２６】
【数１４】
0005599309.tif 000015
を伝播し、受信アンテナ２０８．１によって受信され、受信信号はベクトル
【００２７】
【数１５】
0005599309.tif 000016
によって表される。送信機２０２からｉ番目の受信機２０４．１へのＭＩＭＯチャネルの場合、チャネルは、
【００２８】
【数１６】
0005599309.tif 000017
で示される（ｉ∈｛１，２，．．．，ｍ｝）。チャネル行列
【００２９】
【数１７】
0005599309.tif 000018
は、それぞれの送信−受信アンテナ対間の伝送チャネルの複素係数を表す複素エントリのｋｉ×Ｎ行列として表されてもよい。ここで、Ｎは送信機２０２アンテナの数を表し、ｋｉはｉ番目の受信機２０４．１のアンテナの数を表す。受信機２０４．１において、信号処理ユニット２０９．１は、ｋのアンテナ上で受信される
【００３０】
【数１８】
0005599309.tif 000019
信号を処理して、送信データｓｉの推定値であるデータ信号ｚｉを取得する。受信された
【００３１】
【数１９】
0005599309.tif 000020
信号の処理は、
【００３２】
【数２０】
0005599309.tif 000021
信号を、コードブック２０１．１から取り出される適切な結合ベクトル情報２０７．１と結合することを含んでもよい。
【００３３】
（送信機から受信機への）ダウンリンク伝送のためのプリコーディングは、チャネル推定信号処理ユニット２０９．１において、各受信機２０４．１に、そのＭＩＭＯチャネル行列
【００３４】
【数２１】
0005599309.tif 000022
（送信機とｉ番目の受信機との間の伝送チャネルのプロファイルを指定する）を決定させることによって実施されてもよい。たとえば、ＭＩＭＯ実施態様では、チャネル行列
【００３５】
【数２２】
0005599309.tif 000023
の係数を決定するかまたは推定するために、パイロット推定またはサウンディング技法を使用することによって、各受信機２０４．１〜２０４．ｍが、そのＭＩＭＯチャネル行列
【００３６】
【数２３】
0005599309.tif 000024
を決定する。各受信機２０４．１は、推定されたＭＩＭＯチャネル行列または他のチャネル関連情報（チャネル係数か、チャネル統計量か、あるいは、プリコーダ、ビーム形成器ベクトル、または変調順序などのそれらの関数であり得る）を使用して、ＭＩＭＯチャネル行列にとって適切な、プリコーディング値およびパワー・アロケーション値などのプリコーディング情報を生成する。これは、受信機コードブック２０１．１に格納された、プリコーダにアクセスするためのチャネル関連情報を使用することによって行われてもよい。さらに、また、システム・デザインに応じて、各受信機２０４．１は、適応変調符号化に必要とされるチャネル関連情報を決定する。
【００３７】
伝送チャネルのベクトルまたは行列表現全体または関連するプリコーディング行列またはプリコーディング情報をフィードバックする（多数のビットを必要とすることになる）のではなく、受信機２０４．１は、コードブック２０１．１を使用して、推定されるチャネル行列情報から生成され、また、受信機への信号伝送を制御するときに送信機によって使用されることになるプリコーディング情報を量子化する。受信機コードブック２０１．１は、考えられるチャネル・プロファイルまたは行列
【００３８】
【数２４】
0005599309.tif 000025
の索引付けされたセットを、関連するプリコーディング行列またはプリコーディング情報と共に格納するのに使用されてもよいため、信号処理ユニット２０９．１によって生成される、推定されるチャネル行列情報２０５．１は、コードブック選択器２０３．１によって使用されて、制限されたフィードバック・コードブック２０１．１から指数が取り出され、取り出された指数がフィードバック・チャネル（たとえば、低レート・フィードバック・チャネル２２６）を通じて送信機２０２に提供され得る。プリコーディング指数のフィードバックに基づいて、送信機２０２のデコーダ２２２は、コードブック２２０から、伝送信号（たとえば、ｓ１）をプリコーディングするのに使用される、特定の加入者局２０４．１用のマッチング伝送チャネル・プロファイルまたは関連するプリコーディング情報２２４を取り出す。こうして、コードブックベース・フィードバックは、限定はしないが、プリコーディング、パワー・アロケーション、および適応変調符号化を含む種々の技法を使用可能にする。本説明は、ダウンリンク信号伝送のためのプリコーディングを実施する実施例を主に対象とするが、アップリンク伝送用のプリコーディングはまた、送信機２０２に、アップリンクＭＩＭＯチャネル行列情報を決定させるかまたは推定させ、この情報を使用して、受信機２０４．１へフィードバックされるプリコーディング指数を生成し、それにより、受信機２０４．１から送信機２０２への信号伝送を制御することによって実施されてもよいことが理解されるであろう。両方向におけるチャネル利得およびプロファイル情報の決定は、周波数分割複信（ＦＤＤ）システムなどにおいて、送信および受信するのに使用されるチャネル行列が異なる
【００３９】
【数２５】
0005599309.tif 000026
ときに有用である。
【００４０】
複数の受信機２０４．１〜２０４．ｍから単一の送信機２０２へのフィードバックを調節するかまたは制御するために、スケジューリング機能が送信機２０２に設けられ、スケジューリング機能は、ＣＱＩと共にプリコーディング情報を使用して、スケジューリング・モジュール２１０に格納されるスケジューリング・コードを提供することなどによって、どのユーザが、ダウンリンクで伝送しようとしているかを決定する。スケジューリング・モジュールはまた、量子化されたプリコーディング情報などのプリコーディング情報を、受信機がいつフィードバックすべきかを決定するために、受信機（複数可）によって使用される１つのフィードバック制御基準／複数のフィードバック制御基準を生成するための１つまたは複数のアルゴリズムを実施する。たとえば、スケジューリング・モジュール２１０は、ラウンドロビン・スケジュールを実施するのに使用されてもよく、それにより、伝送タイム・スロットが各受信機２０４．１に割り当てられる。ラウンドロビン・スケジュールに基づいて、送信機２０２は、各ユーザ用の推定されたラウンドトリップ遅延に基づいてフィードバック同期信号を生成しブロードキャストし、フィードバック同期信号は、各ユーザによって使用されるフィードバック・インスタント（ｆｅｅｄｂａｃｋ  ｉｎｓｔａｎｔｓ）および継続時間（ｄｕｒａｔｉｏｎ）を指定して、その割り当てられたタイム・スロットにおいてそのプリコーディング情報が送出される。スケジューリング・モジュール２１０が、メトリックベース（たとえば、プロポーショナル・フェアネスおよび最大スループット）スケジュールを実施して、ダウンリンク伝送用のユーザを選択する別の例示的な実施態様では、フィードバックは、送信機２０２に、スケジュールされるユーザのメトリック分布を推定させることによって制御され、その後、メトリック分布を使用して、所定の確率で少なくとも１つのユーザによって満たされるフィードバック閾値を決定する。メトリックベース・フィードバック閾値が、受信機２０４．１〜２０４．ｍに配信されると、各受信機は、メトリックベース・フィードバック閾値が満たされるときにフィードバックを提供する。事実上、配信されるフィードバック閾値／同期信号は、受信機２０４．１〜２０４．ｍからのフィードバックを制御し調節するための、各受信機におけるトリガーとして働き、それにより、任意所与の時間における受信機に対する総合フィードバック・レートを低減する。他の実施形態では、ユーザ／受信機は、そのフィードバック・スケジュールを決定するためにトリガーを修正してもよい。
【００４１】
選択された実施形態では、各ユーザ／受信機２０４．１は、そのメトリックベース・フィードバック閾値を格納し、また同様に、メトリックベース・フィードバック閾値情報を使用し、かつ／または、更新し、それにより、プリコーディング情報をフィードバックするかどうか、また、いつフィードバックするかに関する決定を調整してもよい。たとえば、送信機２０２は、フィードバック・インジケータをメトリックベース・フィードバック閾値の形態ですべての受信機２０４．１〜２０４．ｍにブロードキャストしてもよい。各受信機２０４．１において、信号処理モジュール２０９．１は、受信したフィードバック・インジケータを使用して、かつ／または、修正して、プリコーダ係数／指数情報および／またはＣＱＩ情報をフィードバックするためのそれ自身のスケジュールを決定するよう構成されてもよい。ＣＱＩおよびプリコーダ係数／指数のフィードバックが同時に起こるようにスケジューリングすることによって、ダウンリンク性能は、ＣＱＩ情報のフィードバックとプリコーダ係数／指数情報のフィードバックとの間に遅延が存在しないため改善される可能性がある。フィードバック・インジケータが、どのように使用されてもよいかまたは修正されてもよいかについての実施例を提供するために、受信機２０４．１であって、受信機についてのスケジューリング履歴をたどるかまたはスケジューリング履歴を格納する、受信機２０４．１は、受信機が十分に頻繁にスケジューリングされたと判定するフィードバック・インジケータを使用することによって、プリコーディング・フィードバックが起こるべきでないと判定してもよい。それは、このことが、次のスケジューリング・サイクルで、受信機が再びスケジューリングされる可能性がないことを示すからである。他方、フィードバック・インジケータに基づいて、受信機２０４．１が次のスケジューリング・サイクルでスケジューリングされる可能性があるとスケジューリング履歴が示す場合、プリコーディング・フィードバックおよび処理が、受信機によって実施される。こうして、受信機２０４．１における不必要なフィードバックおよびフィードバック処理は、回避される可能性がある。同じトークンによって、受信機２０４．１は、受信したフィードバック・インジケータを評価して、受信機２０４．１が、インジケータに含まれるスケジューリング・フィードバック閾値を満たす可能性がないと判定することによって、不必要なフィードバック処理が回避され得る。付加的にまたは代替として、受信機２０４．１は、受信したフィードバック・インジケータを修正するかまたは更新して、不必要なフィードバック処理が回避され得る、かつ／または、プリコーダ係数／指数情報および／またはＣＱＩ情報が送信機２０２にいつフィードバックされるかについてのタイミングが調整され得る。理解されるように、フィードバックがいつ起こるかについてのタイミングを、受信機２０４．１が調整する場合、こうしたフィードバックを支持するために、独立のアップリンク・チャネルが設けられなければならない。
【００４２】
図３は、送信機局３０２が、ラウンドロビン・スケジューラとして実施されるフィードバック制御演算を使用して複数の受信機局３０４．１〜３０４．３と通信する無線通信ＭＩＭＯシステム３００を示す。示すように、送信機局３０２は、受信機局３０４．１〜３０４．３と通信するための複数のアンテナのアレイ３０３を含み、各受信機局は、送信機局３０２と通信するためのそれぞれのアンテナ・アレイ３０５．１〜３０５．３を含む。無線通信システム３００の種々の例証的な実施形態によれば、送信機局３０２は、コードブック３１２を含み、コードブック３１２がアクセスされて、個々の受信機局についての既存のチャネル状態を最もよく利用するように入力データ信号３０１を処理するのに使用される伝送プロファイルおよび／またはプリコーディング情報が取得される。さらに、各受信機局は、以下の本明細書で述べるように、フィードバックまたはフィードフォワード制御チャネルにおいて情報を効率的に転送するときに使用するために、同じコードブック３０６．ｉを含む。異なる受信機からフィードバックがいつ起こるかについてのタイミングを制御するために、送信機３０２はまた、制御ロジック、ソフトウェア命令、制御コード、配線式回路要素などを使用して、受信機３０４．ｉからのフィードバック演算をスケジューリングするかまたは制御するスケジューリング・モジュール３１０を含む。本明細書で述べるように、受信機からのフィードバックは、任意所与の時間において受信機３０４．ｉから送信機３０２への累積フィードバック・レートを効果的に低減する任意所望の手法を使用してスケジューリングされるかまたは制御されてもよい。受信機フィードバックをスケジューリングするかまたは制御するために送信機３０２においてどんな手法が使用されるかにかかわらず、送信機３０２は、フィードバック制御情報をスケジューリングまたは同期信号３２０としてそれぞれの受信機３０４．ｉにフィードフォワードする。前記によれば、送信機局３０２および／または受信機局３０４．ｉは、プロセッサ、プロセッサによって実行されるソフトウェア、ならびに、送信機局３０２および受信機局３０４．ｉのそれぞれによって実施される通信機能および任意の他の機能のために使用される方法（ｐｒｏｃｅｓｓ）を可能にする他のハードウェアを含む。
【００４３】
図４に示す受信機フィードバックをスケジューリングする第１の例証的な実施形態によれば、送信機４０２によって実施されるフィードバック制御演算は、ラウンドロビン・スケジューラを使用して、複数の受信機４０４からのフィードバック演算を制御する。示すように、送信機局４０２は、フィードバック遅延４０１の推定値を最初に計算することによって、複数の受信機局４０４に対して、順次伝送タイム・スロット４０６〜４０８を割り当てる。フィードバック遅延４０１は、信号（たとえば、同期信号３２０）が第１受信機（たとえば、受信機１）に送信され、フィードバック信号が送信機４０２に戻るためのラウンドトリップ遅延である。送信機４０２は、その後、各受信機用のフィードバック・インスタントおよび継続時間を示すフィードバック同期信号４０３を、ダウンリンク制御チャネルを使用して受信機４０４にブロードキャストする。受信される同期信号に基づいて、各受信機は、その受信機のための対応するタイム・スロットにおいてプリコーダ情報だけを返送する。この手法によって、送信機４０２は、第１タイム・スロット４０６中に、受信機１についてのプリコーディング・フィードバック情報を受信するよう準備し、第２タイム・スロット４０７中に、受信機２についてのプリコーディング・フィードバック情報を受信するよう準備し、第３タイム・スロット４０８中に、受信機３についてのプリコーディング・フィードバック情報を受信するよう準備する。所定の順序でかつスケジュールされたタイム・スロット中のみで、各受信機に、フィードバックを提供させることによって、任意所与の時間における受信機４０４から送信機４０２への累積フィードバック・レートは、すべての受信機がプリコーディング情報をいつでもフィードバックし得る非同期フィードバック・スキームと比較して低減される。
【００４４】
本発明の選択された実施形態はまた、図５を参照して示されてもよく、図５は、複数のユーザに伝送タイム・スロットを順次割り当てるラウンドロビン・スケジューラを使用して、基地局において受信機フィードバックをスケジューリングするための簡略化した方法（ｐｒｏｃｅｓｓ）フロー５００を示す。理解されるように、ラウンドロビン・スケジューリングは、種々の通信システム構成に関して実施されてもよい。たとえば、図３に示す無線通信ＭＩＭＯシステム３００は、スケジューリング・モジュール３１０内にラウンドロビン・スケジューリング機能を備えてもよい。
【００４５】
図５に示すように、基地局は、ステップ５０２にて、各ユーザについてラウンドトリップ遅延を推定する。計算されたラウンドトリップ遅延に基づいて、基地局は、すべてのユーザについてフィードバック同期信号を計算し、ステップ５０４にて、ダウンリンク制御チャネルを使用してすべてのユーザにフィードバック同期信号をブロードキャストする。フィードバック同期信号は、たとえば、ユーザのスケジューリングされたダウンリンク伝送のシーケンスをたどる、ユーザのフィードバック・シーケンスを指定するように、受信機によるフィードバックの任意所望の順序またはシーケンスを指定してもよい。各ユーザに送出されるフィードバック同期信号は、プリコーディング情報をフィードバックするために、指定されたタイム・スロットを各ユーザが割り当てられるように、ユーザについてフィードバック・インスタントおよび継続時間を示す。ユーザについての同期信号が受信され処理されると、ユーザは、割り当てられたタイム・スロット中でのみ、そのプリコーディング情報を返送する（ステップ５０６）。
【００４６】
次に、スケジューリングされたフィードバック・システムの性能は、モンテ・カルロ・シミュレーションを使用して評価されて、割り当てられたタイム・スロット中にフィードバックをスケジューリングすることの有効性が実証される。特に、図６は、所定のスケジュールを使用するフィードバック制御システムの場合と、基地局がユーザからのフィードバックに同期しないため、各ユーザが、プリコーディング情報を連続してフィードバックする非同期フィードバック・システムの場合についてのＢＥＲ対ＳＮＲ曲線を比較する。シミュレーションにおいて、ＢＥＲ対ＳＮＲ曲線は、伝送時間／ユーザが１０サブフレームである歩行者速度（たとえば、３ｋｍ／時）で移動する２つのユーザに対して４×２ＭＩＭＯチャネルを通じて通信する送信機についてシミュレートされる。シミュレーションが示すように、同期した、または、スケジューリングされたフィードバック・システムは、目標ビット・エラー・レート（ｂｉｔ  ｅｒｒｏｒ  ｒａｔｅ）（ＢＥＲ）性能を取得し得、同時に、非同期フィードバック・システムの場合に同じかまたは同様の目標ＢＥＲに達するのに必要とされるよりもフィードバック・レートが低い。たとえば、曲線６０１は、０．２４ｋｂ／秒の非同期フィードバック・レートについてのＢＥＲ対ＳＮＲ曲線を示し、一方、曲線６０２は、０．４８ｋｂ／秒の非同期フィードバック・レートについてのＢＥＲ対ＳＮＲ曲線を示し、曲線６０３は、０．７２ｋｂ／秒の非同期フィードバック・レートについてのＢＥＲ対ＳＮＲ曲線を示す。曲線６０４に関して、この曲線は、１．２ｋｂ／秒の非同期フィードバック・レートについてのＢＥＲ対ＳＮＲ曲線を示し、また同様に、０．２４ｋｂ／秒の同期フィードバック・レートについてのＢＥＲ対ＳＮＲ曲線を示す。これらの曲線が実証するように、同様な性能については、同期事例は、非同期事例に比べて小さいフィードバック・レートを必要とし、また、同様なフィードバック・レートについては、同期事例は非同期事例より優れている。異なる状況（たとえば、受信機が高速で移動する場合）に対処するために、同様なシミュレーションが行われ得るが、同期事例は、同様の性能を提供するのにやはり低いフィードバック・レートを使用するか、またはそうでなければ、同じフィードバック・レートでは非同期事例より優れている。
【００４７】
本発明の種々の代替の実施形態によれば、図７は、どの受信機がプリコーディング・フィードバックを提供するかを選択するために、各受信機に関連するメトリック値を使用するメトリックベース・スケジューラを使用して、基地局において受信機フィードバックをスケジューリングするための簡略化した方法（ｐｒｏｃｅｓｓ）フロー７００を示す。例示的な実施態様では、メトリックベース・スケジューリングは、フィードバック閾値情報を計算し、閾値情報を使用して、プリコーディング・フィードバックが起こるかどうか、また、いつ起こるかを制御する複数のユーザにフィードバック閾値情報を配信することによって、基地局において実施される。理解されるように、メトリックベース・スケジューリングは、種々の通信システム構成に関して実施されてもよい。たとえば、図３に示す無線通信ＭＩＭＯシステム３００は、スケジューリング・モジュール３１０内にメトリックベース・スケジューリング機能を備えてもよい。
【００４８】
図７に示すように、一実施形態では、メトリックベース・スケジューリング法における予備ステップは、基地局が、各ユーザについてメトリック分布を推定することである（ステップ７０２）。任意所望の性能メトリックが使用されてもよいが、性能メトリックの実施例は、スケジューリング・フェアネス指数、チャネル容量、チャネル・フロベニウス・ノルム、チャネル品質インジケータ、ＣＩＮＲ（搬送波対干渉・雑音比（Ｃａｒｒｉｅｒ−ｔｏ−Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  ｐｌｕｓ  Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏ））および／またはＳＩＮＲ（信号対干渉・雑音比（Ｓｉｇｎａｌ−ｔｏ−Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ  ｐｌｕｓ  Ｎｏｉｓｅ  Ｒａｔｉｏ））を含むが、それに限定されない。計算されるメトリック分布に基づいて、基地局は、すべてのユーザについてのフィードバック閾値情報を計算する（ステップ７０４）。選択された実施形態では、基地局は、メトリック分布を使用して、フィードバック閾値、または、必要とされるまたは所定の確率で、少なくとも１つのユーザが、それによってその閾値を満たすことになるアルゴリズムを決定する。計算されたフィードバック閾値情報は、その後、フィードフォワードまたはダウンリンク制御チャネルを使用してすべてのユーザにブロードキャストされる（ステップ７０６）。フィードバック閾値情報は、ユーザが、プリコーディング情報をフィードバックする状況を指定する。ユーザについてのフィードバック閾値情報が、受信され処理されると、ユーザは、フィードバック閾値情報によって指定される制御パラメータに従ってそのプリコーディング情報を返送する（ステップ７０８）。こうして、フィードバック閾値を満たすユーザだけが、共有アップリンク制御チャネルを通してプリコーディング情報（たとえば、プリコーダ係数またはプリコーディング・コードブック指数）を返送する。
【００４９】
メトリックベース・スケジューリング手法の例証的な実施例は、図３に示す例示的なＭＩＭＯ通信システム３００を参照して提供されてもよく、図３では、基地局／送信機３０２は、４つの送信アンテナ３０３を有し、各ユーザ／受信機３０４．ｉは、２つの受信アンテナ３０５．ｉを有するため、各ユーザについてのＭＩＭＯチャネルは、独立同分布（ｉｎｄｅｐｅｎｄｅｎｔ  ｉｄｅｎｔｉｃａｌｌｙ  ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ）（ｉ．ｉ．ｄ）レイリー・フェージングを有する４×２ＭＩＭＯチャネルであり、異なるユーザについてのチャネルは、分布が対称であると考えられる。この実施例では、スケジューリング・モジュール３１０は、メトリックとしてチャネル・フロベニウス・ノルムを使用して、ある時間間隔において最大チャネル・フロベニウス・ノルムを有するユーザが、その時間間隔におけるフィードバック伝送のためにスケジューリングされるように、フィードバックがスケジューリングされる。これは、フィードバック閾値を計算するために、（図８にプロットされるような）スケジューリングされるユーザの最大チャネル・フロベニウス・ノルムの累積密度関数（ｃｕｍｕｌａｔｉｖｅ  ｄｅｎｓｉｔｙ  ｆｕｎｃｔｉｏｎ）（ＣＤＦ）を使用することによって達成されてもよい。特に、図８は、単一のスケジューリングされるユーザについての（曲線８１）、１０のスケジューリングされるユーザについての（曲線８２）、２０のスケジューリングされるユーザについての（曲線８３）、４０のスケジューリングされるユーザについての（曲線８４）、６０のスケジューリングされるユーザについての（曲線８５）、８０のスケジューリングされるユーザについての（曲線８６）、そして、１００のスケジューリングされるユーザについての（曲線８７）、最大のチャネル・フロベニウス・ノルムのＣＤＦ曲線８０をプロットする。少なくとも１つのユーザがフィードバック閾値を満たすのに必要とされる確率が９５％である、２０のユーザを有するシステムについて示したプロット（曲線８３）から、スケジューラは、フィードバック閾値が、（参照数字８８で示される）約６の最大チャネル・フロベニウス・ノルムであると判定する。
【００５０】
プリコーディング・フィードバック・レートを低減するために、メトリックベース・スケジューリングがどのように使用され得るかを実証するために、図９は、メトリックベース・スケジューラを使用するフィードバック制御システムについてのフィードバック低減係数のプロットを示す。本明細書で使用されるように、フィードバック低減係数は、（ａ）メトリックベース・スケジューリング技法が使用されるときの平均プリコーダ・フィードバック・レートと、（ｂ）すべてのユーザが、プリコーダ情報を連続してフィードバックする従来の非同期事例についての平均プリコーダ・フィードバック・レートとの比である。図９は、ユーザの数に対するフィードバック低減係数９１をプロットし、チャネル・フロベニウス・ノルムは、フィードバック低減係数を計算するのに使用されるスケジューリング・メトリックである。プロット９１に示すように、１０のユーザだけの場合でも、かなりのフィードバック低減が観測され、低減係数は、ユーザの数と共に増加する。
【００５１】
ここまでで、送信デバイスが、対応する複数の伝送チャネルを通じて複数の受信デバイスと通信するＭＩＭＯ通信システムにおいてプリコーディング情報のフィードバックを制御する方法およびシステムが提供されてきたことが理解されるべきである。開示されるように、フィードバック制御情報は、送信デバイスにおいて、各受信デバイスのために生成されて、受信デバイスが送信デバイスにプリコーディング情報を不必要にフィードバックしないように、受信デバイスからのプリコーディング情報のフィードバックが制御される。フィードバック制御情報は、その後、受信デバイスに送信されるかまたはブロードキャストされ、受信デバイスはそれぞれ、各受信デバイスのために割り当てられたフィードバック制御情報に従って送信デバイスにプリコーディング情報をフィードバックする。フィードバック制御情報に基づいて、受信デバイスが送信デバイスにプリコーディング情報を不必要にフィードバックしないように、各受信デバイスはフィードバック制約を決定し得る。たとえば、各受信デバイスは、フィードバック制御情報を評価して、プリコーディング情報が受信デバイスによってフィードバックされるかどうか、かつ／または、どれだけ多くのフィードバックが送出され得るかが決定され得る。こうして、各受信デバイスは、フィードバック制御情報を使用して、プリコーディング・パラメータ、パワー・アロケーション・パラメータ、または、適応変調符号化パラメータを指定するプロファイルを表す情報などのプリコーディング情報のフィードバックをスケジューリングする。選択された実施形態では、フィードバック制御情報は、各受信デバイスが、送信デバイスにプリコーディング情報をフィードバックするためのタイム・スロットを指定するスケジュールを規定する。スケジュールは、複数の受信デバイスのそれぞれについてラウンドトリップ遅延を評価し、その後、各受信デバイスについてラウンドトリップ遅延を使用して、各受信デバイスについてフィードバック・インスタントおよび継続時間を計算することによって規定されてもよい。ここで、フィードバック・インスタントおよび継続時間は、各受信デバイスが、送信デバイスにプリコーディング情報をその間にフィードバックするタイム・スロットを指定する。この場合、フィードバック制御情報は、ダウンリンク制御チャネルを通じて各受信デバイスに同期信号を送出することによって、受信デバイスにブロードキャストされてもよい。ここで、同期信号は、前記受信デバイスについてのタイム・スロットを指定する。他の実施形態では、フィードバック制御情報は、プリコーディング情報が送信デバイスにフィードバックされ得る前に満たさなければならないメトリック値を各受信デバイスにおいて指定するフィードバック閾値を規定する。メトリック値（たとえば、スケジューリング・フェアネス指数、チャネル容量、チャネル・フロベニウス・ノルム、チャネル品質インジケータ、ＣＩＮＲ値、またはＳＩＮＲ値）は、複数の受信デバイスについてメトリック分布を評価し、メトリック分布からフィードバック閾値を計算することによって生成されてもよい。ここで、フィードバック閾値はメトリック値を指定する。こうして、フィードバック閾値に一致するかまたはフィードバック閾値を超えるメトリック値を有する少なくとも１つの受信デバイスは、送信デバイスにプリコーディング情報をフィードバックし得る。種々の実施形態では、プリコーディング情報またはチャネル品質インジケータ情報は共に、複数の受信デバイスのそれぞれから送信デバイスにおいて受信され、各受信デバイスは、前記受信デバイスについてのフィードバック制御情報に従ってプリコーディング情報およびチャネル品質インジケータ情報を一緒にフィードバックする。
【００５２】
別の形態では、基地局が、対応する複数の伝送チャネルを通じて複数のユーザ機器デバイスと通信するＭＩＭＯ通信システムにおいてプリコーディング情報のフィードバックを制御する方法およびシステムが提供される。開示されるように、第１のユーザ機器デバイスは、基地局からフィードバック制御情報を受信し、基地局は、ユーザ機器デバイスが基地局にプリコーディング情報を不必要にフィードバックしないように、ユーザ機器デバイスからのプリコーディング情報のフィードバックを制御するためのフィードバック制御情報を生成する。第１のユーザ機器デバイスで受信されるフィードバック制御情報に従って、プリコーディング情報（プリコーディング・パラメータ、パワー・アロケーション・パラメータ、または、適応変調符号化パラメータを指定するプロファイルを表す情報など）は、第１のユーザ機器デバイスによって基地局にフィードバックされる。たとえば、第１のユーザ機器デバイスは、フィードバック制御情報を評価して、プリコーディング情報が第１のユーザ機器デバイスによってフィードバックされるかどうかを判定し、かつ／または、どれだけ多くのフィードバックを送出するかを決定してもよい。選択された実施形態では、フィードバック制御情報は、第１のユーザ機器デバイスが、基地局にプリコーディング情報をフィードバックするためのタイム・スロットを指定するスケジュールを規定する。スケジュールは、第１のユーザ機器デバイスについてのフィードバック・インスタントおよび継続時間によって規定されてもよい。ここで、フィードバック・インスタントおよび継続時間は、第１のユーザ機器デバイスが、基地局にプリコーディング情報をその間にフィードバックするタイム・スロットを指定する。この場合、フィードバック制御情報は、ダウンリンク制御チャネルを通じて第１のユーザ機器デバイスに同期信号を送出することによって、第１のユーザ機器デバイスにブロードキャストされてもよい。ここで、同期信号は、第１のユーザ機器デバイスについてのタイム・スロットを指定する。他の実施形態では、フィードバック制御情報は、第１のユーザ機器デバイスが基地局にプリコーディング情報がフィードバックし得る前に満たされなければならないメトリック値を指定するフィードバック閾値を規定する。メトリック値（たとえば、スケジューリング・フェアネス指数、チャネル容量、チャネル・フロベニウス・ノルム、チャネル品質インジケータ、ＣＩＮＲ値、またはＳＩＮＲ値）は、複数のユーザ機器デバイスについてメトリック分布を評価し、メトリック分布からフィードバック閾値を計算することによって生成されてもよい。ここで、フィードバック閾値はメトリック値を指定する。こうして、フィードバック閾値に一致するかまたはフィードバック閾値を超えるメトリック値を有する少なくとも１つのユーザ機器デバイスは、基地局にプリコーディング情報をフィードバックし得る。種々の実施形態では、プリコーディング情報およびチャネル品質インジケータ情報は共に、第１のユーザ機器デバイスから基地局において受信され、第１のユーザ機器デバイスは、第１のユーザ機器デバイスについてのフィードバック制御情報に従ってプリコーディング情報またはチャネル品質インジケータ情報を一緒にフィードバックする。開示するように、フィードバック制御情報は、第１のユーザ機器デバイスからのフィードバックを制御し調節するための第１のユーザ機器デバイスにおけるトリガーとして働いてもよい。さらに、フィードバック制御情報は、第１のユーザ機器デバイスについてのスケジューリング履歴をたどる（ｔｒａｃｋ）ことによって評価されて、プリコーディング情報が、後続のスケジューリング・サイクルでフィードバックされる必要がないように、第１のユーザ機器デバイスが頻繁にスケジューリングされたかどうかが判定されてもよい。あるいは、スケジューリング履歴がたどられて、プリコーディング情報が、後続のスケジューリング・サイクルでフィードバックされるべきであるように、第１のユーザ機器デバイスが頻繁にスケジューリングされなかったかどうかが判定されてもよい。
【００５３】
なお別の形態では、無線通信システムで使用するための基地局が提供される。基地局は、複数のユーザ・デバイスのそれぞれにおいてプリコーディング情報のフィードバックをスケジューリングするための１つまたは複数のスケジューリング基準を規定するように働くスケジューリング・ロジックを含むため、各ユーザ・デバイスは、１つまたは複数のスケジューリング基準の制御下でプリコーディング情報をフィードバックする。たとえば、各ユーザ・デバイスは、１つまたは複数のスケジューリング基準を評価して、プリコーディング情報がユーザ・デバイスによってフィードバックされるかどうかを判定してもよく、かつ／または、どれだけ多くのフィードバックが送出されるかを決定してもよい。選択された実施形態では、スケジューリング・ロジックは、複数のユーザ・デバイスのそれぞれに伝送タイム・スロットを順次割り当て、それにより、各ユーザ・デバイスによるプリコーディング情報のフィードバックについて所定のスケジュールを規定するように働く。他の実施形態では、スケジューリング・ロジックは、複数のユーザ・デバイスについてメトリック分布を推定し、少なくとも１つのユーザ・デバイスが、フィードバック閾値を満たす所定の確率を有するようにメトリック分布からフィードバック閾値を決定するように働く。他の実施形態では、スケジューリング・ロジックは、複数のユーザ・デバイスについてメトリック分布を推定し、メトリック分布から複数のフィードバック閾値を決定するように働き、各閾値は１つまたは複数のユーザ・デバイスに割り当てられる。さらに、基地局は、ダウンリンク・チャネルを使用して、複数のユーザ・デバイスに１つまたは複数のスケジューリング基準をブロードキャストするように働く伝送ロジックを含む。
【００５４】
本明細書で示し述べる制限されたフィードバックＭＩＭＯシステムにおいてプリコーディング・フィードバックをスケジューリングし制御する方法およびシステムは、コンピュータ読取り可能媒体上に格納され、かつ、汎用または専用コンピュータ上のコンピュータ・プログラムとして実行されるソフトウェア内に実装されて、いくつかのタスクが実施されてもよい。ハードウェア実施態様の場合、送信機における種々の信号処理ステップ（たとえば、データをコーディングすることおよび変調すること、変調信号をプリコーディングすること、プリコーディングされた信号を事前調節すること、フィードバック・スケジュール情報を生成することなど）および／または受信機における種々の信号処理ステップ（たとえば、送信信号を回復すること、回復した信号を復調することおよび復号すること、プリコーディング情報をフィードバックすることなど）を実施するのに使用される要素は、１つまたは複数の特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、デジタル信号処理デバイス（ＤＳＰＤ）、プログラマブル・ロジック・デバイス（ＰＬＤ）、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）、プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、マイクロプロセッサ、本明細書で述べる機能を実施するようデザインされた他の電子ユニット、または、その組合せの中に実装されてもよい。付加的にまたは代替として、ソフトウェア実施態様が使用されてもよく、それにより、送信機および受信機のそれぞれにおける信号処理ステップの一部またはすべてが、本明細書で述べる機能を実施するモジュール（たとえば、プロシジャ、関数など）によって実装されてもよい。機能の複数のモジュールへの分離は例証のためのものであり、代替の実施形態は、複数のソフトウェア・モジュールの機能を単一モジュールに融合してもよく、または、モジュールの機能の代替の分離を課してもよいことが理解されるであろう。任意のソフトウェア実施態様では、ソフトウェア・コードは、プロセッサまたはコントローラによって実行されてもよく、そのコードおよび任意の基礎のデータまたは処理されたデータは、オンボード・ユニットまたは外部メモリ・ユニットなどの、任意の機械読取り可能媒体またはコンピュータ読取り可能媒体に格納される。
【００５５】
本明細書で開示される述べられる例示的な実施形態は、種々のＭＩＭＯプリコーディング・フィードバック・システムおよびそれを使用する方法を対象とするが、本発明は、必ずしも本明細書で示す例示的な実施形態に限定されない。たとえば、本明細書で開示されるＭＩＭＯプリコーディング・フィードバック・システムおよび方法の種々の実施形態は、ＩＥＥＥ  ８０２．１６ｃ、３ＧＰＰ−ＬＴＥ、ＤＶＢ、および他のマルチユーザＭＩＭＯシステムなどの、種々の独占的規格または無線通信規格と関連して実施されてもよい。そのため、先に開示した特定の実施形態は、例証であるに過ぎず、本発明に対する制限として考えられるべきではない。それは、本発明が、本明細書の教示の利益を受ける当業者に明らかな、異なるが等価な方法で修正され実施されてもよいためである。したがって、先の説明は、述べた特定の形態に本発明を限定することを意図されるのではなく、逆に、添付特許請求の範囲によって規定される本発明の精神および範囲内に含まれてもよいものとして、こうした代替形態、修正形態、および等価形態を包含することを意図され、それにより、本発明の最も広範囲な形態において本発明の精神および範囲から逸脱することなく、当業者は、種々の変更、置換、および代替を当業者が行い得ることを理解すべきである。
【００５６】
利益、他の利点、および問題に対する解決策が、特定の実施形態に関して上述された。しかし、利益、利点、問題に対する解決策、および、任意の利益、利点、解決策が、起こるかまたはより顕著になるようにさせる可能性がある任意の要素（複数可）は、任意のまたはすべての特許請求項の、重要な、必要とされる、または必須の特徴または要素として解釈されるべきではない。本明細書で使用されるように、用語「備える」、またはその任意の他の変形は、非排他的な包含をカバーすることを意図されるため、要素のリストを構成する、工程（ｐｒｏｃｅｓｓ）、方法、製品、または装置は、これらの要素を含むだけでなく、明示的に挙げられないかまたはこうした工程（ｐｒｏｃｅｓｓ）、方法、製品、または装置に固有の他の要素もまた含む。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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